Καθώς η επιστημονική κοινότητα αναζητά κόσμους σε τροχιά γύρω από κοντινά αστέρια που θα μπορούσαν να φιλοξενήσουν ζωή, νέα έρευνα του Southwest Research Institute προτείνει ότι οι νεότεροι βραχώδεις εξωπλανήτες, είναι πιο πιθανό να υποστηρίξουν εύκρατα κλίματα παρόμοια με της Γης.
Στο παρελθόν, οι επιστήμονες έχουν επικεντρωθεί σε πλανήτες που βρίσκονται εντός της κατοικήσιμης ζώνης ενός αστεριού, όπου η θερμοκρασία είναι τέτοια ώστε να υπάρχει υγρό επιφανειακό νερό. Ωστόσο, ακόμη και μέσα σε αυτή τη λεγόμενη «ζώνη Goldilocks», οι πλανήτες μπορούν να αναπτύξουν κλίματα αφιλόξενα για τη ζωή. Πέρα από την θέση του εντός της κατοικήσιμης ζώνης, η διατήρηση εύκρατου κλίματος προϋποθέτει ότι ο πλανήτης έχει επαρκή θερμότητα για να τροφοδοτήσει έναν κύκλο άνθρακα πλανητικής κλίμακας. Βασική πηγή αυτής της ενέργειας είναι η διάσπαση των ραδιενεργών ισοτόπων του ουρανίου, του θορίου και του καλίου στον πυρήνα του. Αυτή η πηγή θερμότητας μπορεί να τροφοδοτήσει μια αργή ερπυστική κίνηση της περιοχής μεταξύ του πυρήνα και του φλοιού ενός πλανήτη που ουσιαστικά αποτελείται από τον παχύρρευστο μανδύα, προκαλώντας σεισμούς και ηφαιστειακή δραστηριότητα. Η απελευθέρωση αερίων από τα ηφαίστεια είναι η κύρια πηγή διοξειδίου του άνθρακα για την ατμόσφαιρα, το οποίο βοηθά στη διατήρηση της θερμοκρασίας ενός πλανήτη. Χωρίς την εξαέρωση του μανδύα μέσω των ηφαιστείων, οι πλανήτες είναι απίθανο να υποστηρίξουν εύκρατα, κατοικήσιμα κλίματα όπως αυτό της Γης.
«Γνωρίζουμε ότι αυτά τα ραδιενεργά στοιχεία είναι απαραίτητα για τη ρύθμιση του κλίματος, αλλά δεν ξέρουμε πόσο καιρό μπορούν να το κάνουν αυτό, επειδή διασπώνται με την πάροδο του χρόνου», δήλωσε ο Δρ. Cayman Unterborn, επικεφαλής συγγραφέας της εργασίας που δημοσιεύθηκε στο Astrophysical Journal Letters σχετικά με την έρευνα. «Επίσης, τα ραδιενεργά στοιχεία δεν κατανέμονται ομοιόμορφα σε όλο τον Γαλαξία και καθώς οι πλανήτες γερνούν, μπορεί να ξεμείνουν από θερμότητα και ο εμπλουτισμός της ατμόσφαιρας με αέρια να σταματήσει. Επειδή οι πλανήτες μπορεί να έχουν περισσότερα ή λιγότερα από αυτά τα στοιχεία από ότι η Γη, θέλαμε να καταλάβουμε πώς αυτή η διακύμανση μπορεί να επηρεάσει το πόσο καιρό οι βραχώδεις εξωπλανήτες μπορούν να υποστηρίξουν εύκρατα κλίματα παρόμοια με τη Γη».
Η σημερινή τεχνολογία δεν μπορεί να μετρήσει τη σύνθεση της επιφάνειας ενός εξωπλανήτη, πόσο μάλλον αυτή του εσωτερικού του. Οι επιστήμονες μπορούν, ωστόσο, να μετρήσουν την αφθονία των στοιχείων σε ένα αστέρι φασματοσκοπικά μελετώντας πώς το φως αλληλεπιδρά με τα στοιχεία στα ανώτερα στρώματα του άστρου. Χρησιμοποιώντας αυτά τα δεδομένα, οι επιστήμονες μπορούν να συμπεράνουν από τι αποτελούνται οι πλανήτες σε τροχιά γύρω από το άστρο. «Χρησιμοποιώντας τα αστέρια για να υπολογίσουμε την ποσότητα αυτών των στοιχείων στους πλανήτες σε όλη την ιστορία του Γαλαξία μας, υπολογίσαμε πόσο καιρό μπορούμε να περιμένουμε ότι οι πλανήτες θα έχουν αρκετό ηφαιστειακό υλικό για να υποστηρίξουν ένα εύκρατο κλίμα πριν εξαντληθεί η ισχύς τους», δήλωσε ο Unterborn. «Υπό τις πιο απαισιόδοξες συνθήκες υπολογίζουμε ότι αυτή η κρίσιμη ηλικία είναι μόνο περίπου 2 δισεκατομμύρια έτη για έναν πλανήτη με γήινη μάζα και φτάνει τα 5-6 δισεκατομμύρια χρόνια για πλανήτες μεγαλύτερης μάζας υπό πιο αισιόδοξες συνθήκες. Για τους λίγους πλανήτες που έχουμε εκτίμηση της ηλικίας τους, διαπιστώσαμε ότι μόνο μερικοί είναι αρκετά νέοι ώστε να μπορούμε να πούμε με σιγουριά ότι έχουν σημαντική επιφανειακή απελευθέρωση άνθρακα σήμερα». Αυτή η έρευνα συνδύασε άμεσα και έμμεσα δεδομένα παρατήρησης με δυναμικά μοντέλα για να κατανοήσει ποιες παράμετροι επηρεάζουν περισσότερο την ικανότητα ενός εξωπλανήτη να υποστηρίζει ένα εύκρατο κλίμα.
«Οι εξωπλανήτες χωρίς ενεργή ανατροφοδότηση της ατμόσφαιράς τους με διοξείδιο του άνθρακα είναι πιο πιθανό να είναι ψυχροί ή πλανήτες χιονόμπαλες», είπε ο Unterborn. «Χωρίς την ηφαιστειακή δραστηριότητα μπορεί να γίνει επίσης απελευθέρωση αερίων αλλά υπό πολύ ειδικές συνθήκες, όπως με την παλιρροιακή θέρμανση ή την κίνηση των τεκτονικών πλακών. Αυτό είναι πολύ πιθανό να συμβαίνει στους βραχώδεις εξωπλανήτες που ανακαλύφθηκαν στο αστρικό σύστημα TRAPPIST-1. Ανεξαρτήτως πάντως, οι νεότεροι βραχώδεις πλανήτες είναι τα καλύτερα μέρη για την αναζήτηση ζωής».
ΕΙΚΟΝΑ: ο κόκκινος νάνος αστέρας TRAPPIST-1 φιλοξενεί τη μεγαλύτερη ομάδα πλανητών στο μέγεθος της Γης που έχει βρεθεί ποτέ σε ένα μόνο αστρικό σύστημα. Αποτελείται από επτά βραχώδη πλανήτες, εκ των οποίων οι τέσσερις στην κατοικήσιμη ζώνη. Αλλά με ηλικία περίπου 8 δισεκατομμυρίων ετών, αυτοί οι κόσμοι είναι περίπου 2 δισεκατομμύρια χρόνια παλαιότεροι από την πιο αισιόδοξη διάρκεια απελευθέρωσης αερίων που προβλέπεται από αυτή τη μελέτη και είναι απίθανο να υποστηρίξουν ένα εύκρατο κλίμα σήμερα., παρά μόνο κάτω από πολύ ειδικές συνθήκες. Credit: NASA/JPL-Caltech
ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ: TRAPPIST-1: Διαθέτουν οι πλανήτες του ατμόσφαιρες;
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου